Nikkei Automotive_22.9 특집 요약 (p20-21)

CATL, 테슬라를 능가하는 배터리 팩 발표
항속거리 1,000km 이상, 10분에 80% 충전

중국의 전기자동차(EV) 배터리 업체인 CATL(닝더스다이)는 22년 6월, CATL에게는 제3세대가 되는 차량탑재용 배터리 팩의 새로운 설계 ‘CTP(Cell To Package) 3.0’과 이 설계를 NMC(니켈(Ni)-망간(Mn)-코발트(Co))계 배터리에 사용한 배터리 팩 ‘기린(Qilin) 배터리’를 발표했다.

주로 냉각 시스템을 최적화함으로써 배터리 본래의 부피를 6% 늘리고, 배터리 팩의 중량 에너지 밀도를 최대 255Wh/kg으로 높였다고 한다. 현행 차량탑재용 배터리 팩으로는 세계 최고 수준이다. 또한 냉각을 강화함으로써 급속 충전 성능이 향상돼 10분 만에 충전율 80%의 충전이 가능하게 되었다고 한다. CATL은 이 배터리 팩을 23년에 양산 출하할 예정이다.

미국 테슬라의 EV에 사용되고 있는 배터리 셀의 중량 에너지 밀도는 270Wh/kg을 초과했다. 그러나 배터리 셀을 모듈화하여 한층 더 배터리 팩으로 한 후에는 체적 에너지 밀도가 60%를 초과하는 수준으로 떨어진다. 모듈이나 배터리 팩의 케이스, 냉각 시스템의 체적이 필요하기 때문이다.

CATL은 19년 이후, 모듈의 케이스를 생략한 배터리 팩의 재설계를 반복하고 있으며, 이번 CTP3.0이 제3세대에 해당한다. 새로운 설계의 가장 큰 포인트는 냉각 시스템을 최적화함으로써 냉각 시스템의 체적을 대폭 저감하는 한편, 그 표면적은 4배로 높였다는 점이다. 냉각 능력은 테슬라가 도입 예정인 '4680' 배터리의 배터리 팩의 1.5배라고 한다.

결과 배터리 셀의 체적 에너지 밀도에 대한 배터리 팩의 체적 에너지 밀도는 72%로, 다른 많은 EV용 배터리 팩을 웃돌았다. 냉각 성능의 강화를 통해 출력은 4680 배터리에 비해 13% 향상되었다. 23년 시장에 출시될 충방전 레이트 ‘4C’(15분이면 거의 풀 충전)로 충전이 가능하며, 충전율이 10%인 배터리를 80%로 충전하는데 소요되는 시간은 10분이라고 한다.

기린 배터리의 체적 에너지 밀도는 미공개지만 중량 에너지 밀도는 NMC계 배터리(기린 배터리)의 경우는 255Wh/kg, LFP(LiFePO4, 인산철 리튬)계 배터리의 경우는 160Wh/kg으로, 지금까지의 셀 수준의 값을 배터리 팩으로 실현할 수 있었다고 한다. 기린 배터리를 이용한 EV의 항속거리는 1000km 이상을 기대할 수 있다고 한다.

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